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火海求生,植物們都有哪些絕招?

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去年亞馬遜雨林大火,50萬(wàn)公頃森林付之一炬;今年的澳大利亞林火,導(dǎo)致5億動(dòng)物死亡;4月5日,一場(chǎng)森林大火自切爾諾貝利禁區(qū)附近開(kāi)始燃燒,13日火勢(shì)已經(jīng)蔓延至禁區(qū)內(nèi)儲(chǔ)存輻射物的地點(diǎn)約2公里處。

猛烈的澳洲叢林大火,圖自u(píng)nimelb.edu

火災(zāi)肆虐的荒野滿目瘡痍,難道就沒(méi)有幸存者嗎?

當(dāng)然不是啦!

生命的頑強(qiáng)遠(yuǎn)超我們的想象,許多植物各有各的火海生存絕招,即便不幸烈火焚身也依然能夠生生不息。

今天給大家介紹幾個(gè)火海求生界的大佬!

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堅(jiān)壁又清野:黃松

植物的生理構(gòu)造和我們差別極大,哪怕被烈火吞噬很大一部分軀體,它們往往也能自我修復(fù)并繼續(xù)生存。努力提高自己的防御值,大火來(lái)了就頭鐵硬剛,因此成了不少植物的火災(zāi)生存之道。以北美西部為家的黃松(Pinus ponderosa),就是這么一位硬懟山火的“好漢”。

黃松的防火第一招是“堅(jiān)壁”,它們形如鱗甲的樹(shù)皮厚實(shí)堅(jiān)韌,像是為樹(shù)干披上了一件天然的防火衣。它們的防火第二招是“清野”,在不斷長(zhǎng)高的過(guò)程中,黃松的下部樹(shù)枝會(huì)逐次脫落,只在樹(shù)干最高處保留青翠的枝葉。通常只在灌木層延燒的山火,幾乎不可能躥上成年黃松幾十米高處的樹(shù)冠??恐皥?jiān)壁清野”的硬核大招,山火過(guò)后的黃松大多能夠滿血復(fù)活。

厚厚的樹(shù)皮是黃松的火災(zāi)保命絕招,圖自維基百科

野火燒不盡:熊草

每隔大約五到七年,北美西部的熊草(Xerophyllum tenax)便會(huì)集體抽出長(zhǎng)長(zhǎng)的花序,綻放出無(wú)數(shù)朵簇?fù)碓谝黄鸬陌咨』??;倚苡眯懿莸募?xì)長(zhǎng)草葉鋪墊冬眠巢穴,這種美麗的百合科草本植物也因此得名。它們也被稱作印第安籃草,因?yàn)橛〉诎踩顺S眯懿萑~編織籃子。

面對(duì)洶涌而來(lái)的野火,莖葉纖弱的熊草毫無(wú)抵抗之力,好在它們?cè)缇蜑樵』鹦律隽藴?zhǔn)備。熊草生有短粗的地下根狀莖,里面儲(chǔ)存了大量營(yíng)養(yǎng)和水分,深埋在火焰無(wú)法觸及的泥土之下。一旦火場(chǎng)的余煙散盡,嫩芽就會(huì)悄然從根狀莖上萌發(fā),成為焦黑原野上的第一抹新綠。定期的野火不僅燒不盡熊草,還能幫助它們清理枯枝敗葉,讓新生的熊草群落變得更加旺盛蓬勃。

漫山遍野的熊草,圖自維基百科

塊莖巧重生:帝王花

帝王花(Protea cynaroides)是深受南非人民喜愛(ài)的國(guó)花。然而,它們?cè)哪戏呛=遣粌H干旱貧瘠,每隔十年二十年還會(huì)燃起狂暴的大火。千百年來(lái)的無(wú)數(shù)次災(zāi)難,迫使帝王花演化出了一整套火場(chǎng)生存策略。

它們平日里總是精打細(xì)算,把水分和營(yíng)養(yǎng)輸送到根部的木質(zhì)塊莖(lignotuber)里。帝王花的枝葉可能會(huì)被烈火徹底燒焦,幾乎完全藏身泥土的木質(zhì)塊莖卻能在火災(zāi)中幸存。依靠?jī)?chǔ)存的大量水分和淀粉,木質(zhì)塊莖上的眾多休眠芽很快抽枝長(zhǎng)葉,一叢叢茂盛的帝王花灌木便會(huì)神奇地浴火重生。

對(duì)于聰明的帝王花來(lái)說(shuō),叢林大火還是傳播種子的良機(jī)。它們的種子包裹在堅(jiān)硬的蓇葖果里,常常會(huì)耐心地在枝頭停留幾年時(shí)間。當(dāng)火苗燒灼帝王花的時(shí)候,它們的木質(zhì)果實(shí)會(huì)受熱開(kāi)裂并四處掉落。等到雨水滋潤(rùn)了干渴的荒野,濕潤(rùn)的果實(shí)會(huì)漸漸把種子推出來(lái),吸飽了雨水的種子就可以順利萌發(fā)了。

美麗的帝王花是防火高手,圖自South African National BiodiversityInstitute

火場(chǎng)忙播種:扭葉松

超長(zhǎng)待機(jī)的種子并不是帝王花的專利,不少來(lái)自火災(zāi)多發(fā)叢林的植物,都演化出了這種名為植冠種子庫(kù)(Serotiny)的妙招。年復(fù)一年,美國(guó)加州的扭葉松(Pinus contorta)都會(huì)在梢頭宿存累累的松果。它們的塔狀松果分泌出厚厚的樹(shù)脂,牢牢地包裹住了每一個(gè)鱗片,飽滿的種子就在與世隔絕中一直沉睡。

一旦毀滅性的山火燃起,樹(shù)皮纖薄的扭葉松頓時(shí)變成了巨大的火炬?;鹧嫒诨四痰乃芍?,松塔上的一個(gè)個(gè)鱗片隨之開(kāi)啟,無(wú)數(shù)帶翅的松子乘著灼熱的氣流飄散遠(yuǎn)方。幾年過(guò)后,許多成年扭葉松再也無(wú)法恢復(fù)生機(jī),一棵棵幼松卻已經(jīng)在它們腳下茁壯成長(zhǎng)??恐绱藨K烈的新老更替方式,扭葉松和其他幾種松樹(shù)戰(zhàn)勝了山火,加州海岸山地甚至還生長(zhǎng)出獨(dú)特的“閉塔松林”。

扭葉松的閉合球果,圖自Walter Siegmund CC BY-SA 2.5

巨木向火生:巨杉

作為壽命3000年以上的古老樹(shù)木,魁偉的巨杉(Sequoiadendron giganteum)能長(zhǎng)到100米高,樹(shù)干下部的周長(zhǎng)超過(guò)30米,重量相當(dāng)于約500頭非洲象。巨杉靠近根部的樹(shù)皮厚達(dá)90厘米,樹(shù)皮汁液中含有豐富的單寧,既讓樹(shù)干呈現(xiàn)獨(dú)特的紅棕色,也是效果一流的天然阻燃劑。對(duì)于皮糙肉厚的成年巨杉來(lái)說(shuō),尋常烈度的山火不過(guò)是在給它們撓癢癢。

然而,巨杉的種子和幼苗卻很有點(diǎn)兒弱不禁風(fēng)。在漫長(zhǎng)生命歷程的最初幾年,如果得不到充足的光照和礦物質(zhì),幼小的巨杉很難逃脫枯萎夭折的厄運(yùn)。巨杉只得讓大部分球果宿存在枝頭,這些球果最長(zhǎng)會(huì)在半空中滯留20年。只有加州山火產(chǎn)生的氣流到達(dá)樹(shù)冠,受到熱氣烘烤的球果才會(huì)干燥張開(kāi),讓僅僅幾毫克重的巨杉種子輕盈地墜入泥土。這個(gè)時(shí)候,烈火已經(jīng)把遮蔭的灌木一掃而空,新生代巨杉可以獨(dú)享燦爛的陽(yáng)光。在肥沃的灰燼中安然成長(zhǎng)到足夠強(qiáng)壯。

自燃助后代:巖薔薇

來(lái)自地中海西部地區(qū)的巖薔薇(Cistus ladanifer),是一種枝繁葉茂的常綠灌木,它們帶有斑點(diǎn)的漂亮花朵有點(diǎn)形似野薔薇。巖薔薇莖葉覆蓋著粘稠而芬芳的樹(shù)脂,用特制刷子收集之后被稱為勞丹脂,可以為香水增添別具一格的琥珀香氣。

每一年,巖薔薇都會(huì)結(jié)出大量帶有木質(zhì)硬殼的果實(shí)。如果外殼沒(méi)有被高溫軟化,同時(shí)缺少煙氣中化學(xué)物質(zhì)的刺激,其中的大部分巖薔薇種子將一直保持休眠狀態(tài)。自然發(fā)生的野火可遇而不可求,巖薔薇因此演化出了“玩火自焚”的奇異本領(lǐng)。到了炎熱干燥的夏日,它們莖葉上的樹(shù)脂會(huì)大量揮發(fā),氣溫超過(guò)32攝氏度時(shí)就可能發(fā)生自燃。隨著巖薔薇被洶涌的火焰化為灰燼,周圍的其他灌木雜草也會(huì)被橫掃一空。等到下一場(chǎng)大雨落下,無(wú)數(shù)巖薔薇種子就會(huì)從沉睡中醒來(lái),在空曠的土地上爭(zhēng)先恐后地發(fā)出新芽。

玩火自焚的巖薔薇,圖自Alvesgaspar CC BY-SA 4.0

全能“縱火犯”:桉樹(shù)

幾乎每一個(gè)酷熱的旱季,澳大利亞叢林都會(huì)升騰起烈火和濃煙。為了在如此絕境求得一線生機(jī),自我修剪樹(shù)干低處的枝葉,以及木質(zhì)塊莖和植冠種子庫(kù),簡(jiǎn)直是眾多澳大利亞桉樹(shù)的基本操作。不過(guò),在樹(shù)皮深層暗藏?zé)o數(shù)休眠的表皮芽(Epicormic bud),才是桉樹(shù)家族中最流行的火災(zāi)生存大招。在外層樹(shù)皮的嚴(yán)密保護(hù)之下,大多數(shù)表皮芽會(huì)在火災(zāi)中成功幸存。這些表皮芽會(huì)在雨季得到激活,讓焦黑的桉樹(shù)樹(shù)干從根到梢發(fā)出不計(jì)其數(shù)的新枝。

更加奇葩的是,桉樹(shù)們還是一幫不聲不響的“縱火犯”。無(wú)論是新鮮還是枯萎的時(shí)候,桉樹(shù)枝葉都含有大量低燃點(diǎn)的桉樹(shù)油。桉樹(shù)林因此既容易自燃,也會(huì)大大助長(zhǎng)火災(zāi)的威力,因此成為叢林大火不斷蔓延的罪魁禍?zhǔn)?。不過(guò),往往在一場(chǎng)慘烈的大火過(guò)后,頑強(qiáng)的桉樹(shù)快速恢復(fù)了生機(jī),其他種類的樹(shù)木群落卻元?dú)獯髠?。正是依靠這種莽撞而狠辣的競(jìng)爭(zhēng)策略,桉樹(shù)才最終成為澳洲叢林的絕對(duì)霸主。

焦的樹(shù)干發(fā)出新枝,圖自John O'Neill GFDL 1.2

看過(guò)了這么多花草樹(shù)木的斗火奇招,各位親會(huì)覺(jué)得其中哪一種最神奇呢?世代演化而來(lái)的生存智慧,讓許多植物身處火海也能安然脫險(xiǎn),甚至巧借周期性火災(zāi)實(shí)現(xiàn)家族的繁衍壯大。然而,人類有意無(wú)意的干預(yù),卻很可能大大改變火災(zāi)的節(jié)律和強(qiáng)度,讓最善于與火共舞的植物也深陷絕境。荒野中的熊熊烈焰,究竟是自然的更生還是生態(tài)的災(zāi)難?或許一切就在我們的一念之間。

參考文獻(xiàn):

[1]Vogts, M. 1982. South African's Proteaceae: know them and grow them. Struik, Cape Town.

[2]Rebelo, T. 1995. Proteas, a field guide to the proteas of southern Africa . Fernwood Press, Cape Town.

[3]Matthews, L. 1993. Protea Growers Handbook. Durban: Trade Winds Press

[4]Rourke, J.P.1980. The Proteas of Southern Africa by J.P. Rourke. Purnell. Cape Town

[5]植冠種子庫(kù)及其生態(tài)意義研究.生態(tài)學(xué)雜志,2005,(11)